Зиновий Тёмкин родился в
1865 году в
Елисаветграде (ныне
Кировоград) в интеллигентной
еврейской семье. После начальной религиозной школы (
хедера) учился в русской гимназии. После окончания медицинского факультета Санкт-Петербургского университета стажировался в лаборатории
Пауля Эрлиха в
Берлине, специализируясь в области микробиологии и биохимии. По возвращении в Россию в начале 1890-х годов открыл медицинскую практику в
Кременчуге
Полтавской губернии и женился на Марии Давидовне Тартаковской из одного из самых состоятельных еврейских семейств города.